目 錄 1 緒 論 1 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 原始數(shù) 據(jù) 6 3 零件沖壓加工工藝分 析 7 3 1 沖裁件結(jié)構(gòu)工藝 性 7 3 2 沖裁件的精度和斷面粗糙 度 8 4 確定零件沖壓工藝方 案 9 4 1 方案比 較 9 4 2 確定方 案 9 5 排樣設(shè)計(jì) 11 5 1 導(dǎo)正孔 11 5 2 確定條料的寬度 11 5 3 排樣的方式 11 5 4 材料的經(jīng)濟(jì)利用 12 6 沖裁工藝力的計(jì)算 14 6 1 沖裁力 14 6 2 卸料力 推件力 和頂件力的計(jì)F卸 推 算 15 6 3 沖壓設(shè)備的選擇 16 6 4 模具壓力中心的確定 18 7 零件沖壓工藝計(jì)算 19 7 1 凸 凹模間隙值的確 定 19 7 2 凸 凹模刃口尺寸的確 定 19 結(jié)論 26 致謝 29 參考文獻(xiàn) 31 摘要 設(shè)計(jì)著重介紹了制件的成型工藝 及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)制件的 工藝分析 確定了工藝方案 并設(shè)計(jì)了一套倒裝復(fù)合模具 在設(shè)計(jì)同時(shí)利 用參考資料 確定了各工作零件的尺寸 并較多的考慮了模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整 性 易更換性及模具成本 同時(shí)在模具設(shè)計(jì)內(nèi)容中融匯了沖壓模具的不同 加工方法 加工工藝及裝配工藝 對(duì)初學(xué)沖壓模具模設(shè)計(jì)者有一定的參考 價(jià)值 本設(shè)計(jì)從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的 闡述 并應(yīng)用CAD進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 翻邊模 復(fù)合模 Abstract The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft and mold structural design Through to the workpiece craft analysis has determined the craft plan And has designed set of true things compound molds Uses the reference during the design has determined each work components size And many considerations mold structure adjustment easy replacement and mold cost Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content the processing craft and the assembly craft to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration and carries on each important components using CAD the design Key words the turn down dims mold the compound mold 1 緒 論 目前 我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?主要原因是我國(guó) 在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝 模具標(biāo)準(zhǔn)化 模具設(shè)計(jì) 模具制造工藝及設(shè)備等 方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距 導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命 效率 加工 精度 生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大 1 1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1 1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約 有 2 萬(wàn)多家 從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人 2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭 模具企業(yè)總體上訂單充足 任務(wù)飽滿 2004 年模具產(chǎn)值 530 億元 進(jìn)口模具 18 13 億 美元 出口模具 4 91 億美元 分別比 2003 年增長(zhǎng) 18 32 4 和 45 9 進(jìn)出口之比 2004 年為 3 69 1 進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13 2 億美元 為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家 在 2 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中 有一半以上是自產(chǎn)自用的 在模具企業(yè)中 產(chǎn)值 過(guò)億元的模具企業(yè)只有 20 多家 中型企業(yè)幾十家 其余都是小型企業(yè) 近年 來(lái) 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快 主要表現(xiàn)為 大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品 專業(yè)模具廠數(shù)量 增加 能力提高較快 三資 及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速 國(guó)企股份制改造步伐加快 等 雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速 但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 我國(guó) 尚存在以下幾方面的不足 第一 體制不順 基礎(chǔ)薄弱 三資 企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā) 展起了積極的推動(dòng)作用 私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快 國(guó)企改革也在進(jìn)行之中 但總體來(lái)看 體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì) 再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱 因此 行業(yè)發(fā)展還不盡如人意 特別是總體水平和高新技術(shù)方面 第二 開(kāi)發(fā)能力較差 經(jīng)濟(jì)效益欠佳 我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低 水平 較低 且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位 我國(guó)每個(gè)模具職工平 均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元 國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15 20 萬(wàn)美元 有 的高達(dá) 25 30 萬(wàn)美元 與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊 式管理 真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少 第三 工藝裝備水平低 且配套性不好 利用率低 雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采 用了先進(jìn)的加工設(shè)備 但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多 特別是設(shè) 備數(shù)控化率和 CAD CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多 由于體制和資金等原 因 引進(jìn)設(shè)備不配套 設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍 設(shè)備利用率低的問(wèn) 題長(zhǎng)期得不到較好解決 裝備水平低 帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題 第四 專業(yè)化 標(biāo)準(zhǔn)化 商品化的程度低 協(xié)作差 由于長(zhǎng)期以來(lái)受 大而全 小而全 影響 許多模具企業(yè)觀念落后 模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水 平低 專業(yè)化分工不細(xì) 商品化程度也低 目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具 商品模 具只占 45 左右 其馀為自產(chǎn)自用 模具企業(yè)之間協(xié)作不好 難以完成較大規(guī) 模的模具成套任務(wù) 與國(guó)際水平相比要落后許多 模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低 標(biāo)準(zhǔn)件 使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量 成本有較大影響 對(duì)模具制造周期影響尤甚 第五 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 模具材料性能 質(zhì)量和品種往往會(huì) 影響模具質(zhì)量 壽命及成本 國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比 無(wú)論是質(zhì)量還是 品種規(guī)格 都有較大差距 塑料 板材 設(shè)備等性能差 也直接影響模具水平 的提高 1 1 2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展 雖然我國(guó)的模具工業(yè)和 技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展 但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大 差距 尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求 未來(lái)的十年 中國(guó)模具工業(yè) 和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面 1 模具日趨大型化 2 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù) 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 4 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù) 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 6 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 7 模具的精度將越來(lái)越高 8 模具研磨拋光將自動(dòng)化 智能化 9 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程 10 開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具 1 2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備 在電子 建材 汽車 電機(jī) 電器 儀 器儀表 家電和通訊器材等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成型 用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率 低成本 高精度 高一致性和清潔環(huán)保的特 性 是其他加工制造方法所無(wú)法替代的 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 已成為衡 量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志 并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 近幾年 全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面 世界 模具市場(chǎng)年交易總額為 600 650 億美元左右 美國(guó) 日本 法國(guó) 瑞士等國(guó)家 年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一 國(guó)外模具總量中 大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50 以上 國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn) 時(shí) 從德國(guó)工 模具行業(yè)組織 德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì) VDMA 工模具協(xié)會(huì)了 解到 德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家 2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元 其中 VDMA 會(huì)員模具企業(yè)有 90 家 這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn) 值的 90 可見(jiàn)其規(guī)模效益 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展 國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具工藝設(shè)計(jì) 高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才 他們的技術(shù)水平比 較高 故人均產(chǎn)值也較高 我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元 左右 而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15 20 萬(wàn)美元 有的達(dá)到 25 30 萬(wàn)美元 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70 以上 而我國(guó)才達(dá)到 45 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 原始數(shù)據(jù) 圖 1 1 空調(diào)機(jī)墊片零件圖 空調(diào)機(jī)墊片 材料 45 號(hào)鋼 厚度 3mm 生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn) 3 零件沖壓加工工藝分析 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性 一般情況下 對(duì)沖裁件 工藝性影響最大的是幾何形狀 尺寸和精度要求 良好的沖裁工藝性應(yīng)能滿足 材料較省 工序較少 模具加工較易 壽命較高 操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等 要求 1 沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性 1 沖裁件孔的最小尺寸 模具凸模的強(qiáng)度受沖裁件上孔的尺寸的影響 所以沖裁件上的孔不能太小 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 2 2 沖裁空調(diào) 機(jī)墊片時(shí) 沖孔的最小尺寸為 1 3t 0 39mm 該零件的孔遠(yuǎn)比 0 39mm 大 所以 凸模的強(qiáng)度不受沖裁件上孔的尺寸的影響 2 最小孔距 孔邊距 沖裁件的孔與孔 孔與邊緣之間的距離 a 見(jiàn)圖 2 1 不能太小 否則模具強(qiáng)度不夠或使沖裁件變形 一般 a 2t 但是不得小于 3 4mm 該零件最小孔邊距 a 75 50mm 2t 6mm 因?yàn)槟＞邚?qiáng)度足夠 故不用分 開(kāi)沖小孔 圖 2 1 2 沖裁件的精度和斷面粗糙度 1 精度 零件圖 1 1 所示防塵墊圈零件其外形相對(duì)比較簡(jiǎn)單 形狀規(guī) 則 適合沖裁加工 但零件尺寸公差要求較高 按 IT14 級(jí)選取 利用普通沖裁 方式可達(dá)到圖樣要求 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 2 3 該沖裁件內(nèi)形尺 75 0 寸公差為 0 20mm 外形尺寸公差為 0 40mm 表 2 4 孔中心距公差為 0 25 2 斷面粗糙度 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 2 5 材料厚度 t 3mm 得斷面粗糙度 25 m aR 4 確定零件沖壓工藝方案 該零件的外形簡(jiǎn)單 形狀規(guī)則 材料為 45 鋼板 厚度 t 3mm 600MPa 由于生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn) 而且成型工藝只有沖孔和落b 料兩個(gè)工序 所以設(shè)計(jì)關(guān)鍵是設(shè)計(jì)模具工作零件的結(jié)構(gòu) 保證模具使用壽命 1 方案比較 方案一 采用單工序模 對(duì)于該零件 沖模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造周期短 價(jià) 格低 而且通用性好 比較容易在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 但是壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完 成一個(gè)工序 生產(chǎn)效率不太高 方案二 采用復(fù)合模 壓力機(jī)一次行程內(nèi)可以完成兩個(gè)或者兩個(gè)以上工序 生產(chǎn)效率高 適合大批量零件生產(chǎn) 沖件精度較高 不受送料誤差影響 內(nèi)外 形相對(duì)位置一致性好 適宜沖薄料 但是很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 只能實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng) 化 而且制造復(fù)雜性和價(jià)格都比單工序模高 方案三 采用級(jí)進(jìn)模 壓力機(jī)一次行程內(nèi)可以完成多個(gè)工序 生產(chǎn)效率高 沖件精度高 適合中小型零件的大批量零件生產(chǎn) 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 較難保證 內(nèi)外形相對(duì)位置一致性 模具強(qiáng)度高 耐磨性能要好 級(jí)進(jìn)模制造復(fù)雜性和價(jià) 格要比復(fù)合模低 2 確定方案 比較以上方案 決定采用復(fù)合模沖裁該零件 由于生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn) 而且具有操作方便 安全制造方便 維修容易等特點(diǎn) 模具強(qiáng)度較高 壽命較 長(zhǎng) 采用側(cè)刃定距保證定位 該零件屬于小型零件 而且產(chǎn)量是大批量生產(chǎn) 從 模具的制造復(fù)雜性和價(jià)格還有生產(chǎn)效率等方面考慮 所以決定采用復(fù)合模沖裁 該零件 5 排樣設(shè)計(jì) 1 導(dǎo)正孔 利用中間的孔作為導(dǎo)正孔 2 確定條料的寬度 條料寬度的確定原則是 最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠 的搭邊值 最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn) 并與導(dǎo)料板 之間有一定的間隙 因此 在確定條料寬度時(shí)必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采 用側(cè)壓裝置和側(cè)刃 根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行計(jì)算 因?yàn)榇思?jí)進(jìn)?？紤]采用的是自動(dòng)送料方式 所以設(shè)計(jì)時(shí)采用側(cè)刃裝置 和 采用側(cè)壓裝置 所以計(jì)算條料寬度時(shí) 無(wú)按以下式計(jì)算 B D 2 nb mm a0 式中 B 為條料寬度的基本尺寸 D 為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸 mm 條料下料剪切公差 mm 查 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 2 5 3 得 0 9mm 0 5mm c B 114 2x2 5 1 mm 120 mm 09 09 3 排樣的方式 根據(jù)以上分析 排樣圖見(jiàn)圖 4 4 所示 圖 4 4 4 材料的經(jīng)濟(jì)利用 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中 毛坯材料費(fèi)用占 60 以上 排樣的目的就在于 合理利用原材料 衡量排樣經(jīng)濟(jì)性 合理性的指標(biāo)是材料的利用率 其計(jì)算公 式如下 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 X100 X100 式中 F 為工件的實(shí)際面積 為所用材料面積 包括工件面積與廢料面積 A 為送料進(jìn)距 B 條料寬度 得 X100 46 3 36520479 所以一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為 46 3 6 沖裁工藝力的計(jì)算 1 沖裁力 計(jì)算沖裁力的目的是為了合理地選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具 壓力機(jī)的噸位必 須大于所計(jì)算的沖裁力 以適應(yīng)沖裁的要求 沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能 厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān) 平刃口模具沖裁時(shí) 沖裁力 F N 可按下式進(jìn)行計(jì)算FKLt 式中 L 沖裁件周邊長(zhǎng)度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 M Pa K 系數(shù) 考慮到模具刃口的磨損 模具間隙的波動(dòng) 材料力學(xué) 性能的變化及材料厚度偏差等因素 一般取 K 1 3 一般情況下 材料的 為計(jì)算方便 也可用下式計(jì)算沖裁力 F N 1 3b FLt 式中 材料的抗拉強(qiáng)度 MPa b 此制件所需的沖裁力 由沖孔力 落料力兩部分組成 沖 查 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 8 1 得 600 M Pab F bL321 2mm 600MPa 357 96mm 329 07mm 517 47mm 216 81kN 所以此制件所需的沖裁力 216 81kN F 2 卸料力 推件力 和頂件力的計(jì)算卸 推 當(dāng)上模完成一次沖裁后 沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模 內(nèi) 模面上的材料因彈性收縮而會(huì)緊箍在凸模上 為了使沖裁工作連續(xù) 操作 方便 必須將套在凸模上的材料刮下 將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出 或向上頂出 從凸模上刮下材料所需的力 稱為卸料力 從凹模內(nèi)向下推出制 件或廢料所需的力 稱為推料力 從凹模內(nèi)向上頂出制件所需的力 稱頂件力 如圖 4 5 所示 圖 4 5 工藝力示意圖 是由壓力機(jī)和模具的卸料 推料 頂件裝置獲得的 影響這F卸 推 頂 些力的因素主要有材料的力學(xué)性能 材料厚度 模具間隙 凸 凹模表面粗糙 度 零件形狀和尺寸以及潤(rùn)滑情況等 要準(zhǔn)確計(jì)算這些力是困難的 實(shí)際生產(chǎn) 中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 卸F沖卸K 推 沖推n 頂 沖頂 式中 沖裁力 k N 沖F 系數(shù) 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 2 20 得 K卸 推 卸料力 推件力和頂件力系數(shù) 0 035 0 040 K卸 推 梗塞在凹模直壁內(nèi)的制件或廢料數(shù)量 n h t 查表 2 22 取n h 9 得 3 0 035 216 81kN 7 59kN卸F沖卸K 3 0 040 216 81kN 3 22kN推 沖推n 所以此制件所需的卸料力 推件力和頂件力分別為 7 59 k N 3 22kN 3 沖壓設(shè)備的選擇 1 壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力 壓F總 式中 為所選壓力機(jī)的噸位 壓 為沖裁時(shí)的總力 總 沖壓力 的計(jì)算F總 總 沖 卸F推 216 81kN 7 59kN 3 22kN 227 62kN 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 8 10 得 完成該制件所需的沖壓力為 250kN 2 初步選擇壓力機(jī) 由 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 8 10 查得 選壓力機(jī)為開(kāi)式雙柱可傾壓 力機(jī) 型號(hào)為 J23 25 其參數(shù)如表 1 1 所示 表 1 1 型號(hào) J23 25 公稱壓力 kN 250 滑塊行程 65 滑塊行程次數(shù) 次 min 55 最大封閉高度 270 封閉高度調(diào)節(jié)量 55 滑塊中心線至床身距離 200 床身兩立柱間距離 270 前后 370工作臺(tái)尺寸 左右 560 工作臺(tái)孔尺寸 前后 200 左右 290 直徑 260 厚度 50墊板尺寸 直徑 直徑 40模柄孔尺寸 深度 60 前后滑塊底面尺寸 左右 最大傾斜角度 30 4 模具壓力中心的確定 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心 為了保證壓力機(jī)和沖模正常平穩(wěn)的 工作 必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心重合 該零件壓力中心分析圖 如圖 4 6 所示 圖 4 6 壓力中心分析圖 按下列公式求壓力中心的坐標(biāo)值 xoy0Lxno 21yno21 得 73 462 519806 2914 75 96 21 7 0325 6 37 xo 取整數(shù)為 437 yo 7 零件沖壓工藝計(jì)算 1 凸 凹模間隙值的確定 凸 凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量 尺寸精度 模具壽命以及沖裁力 卸料 力 推件力等有較大影響 所以必須選擇合理的間隙 沖裁間隙數(shù)值主要按制 件質(zhì)量要求 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來(lái)選用 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 2 9 該 沖裁件為 45 鋼板 板料厚度為 3mm 故沖裁模初始雙邊間隙 0 27mm 0 33mm minzmaxz 2 凸 凹模刃口尺寸的確定 1 確定凸 凹模刃口尺寸的原則 a 落料模先確定凹模刃口尺寸 其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最小極 限尺寸 以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi) 也能沖出合格制件 凸模刃口的 標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凹模小一個(gè)最小合理間隙 b 沖孔模先確定凸模刃口尺寸 其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極 限尺寸 以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi) 也能沖出合格的孔 凹模刃口的 標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個(gè)最小合理間隙 c 選擇模具刃口制造公差時(shí) 要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系 既要保證 工件的精度要求 又要保證有合理的間隙值 一般沖模精度較工件精度高 2 3 級(jí) 工件尺寸公差應(yīng)按 入體 原則標(biāo)注為單向公差 所謂 入體 原則是指 標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注 即 落料件上偏差為零 下 偏差為負(fù) 沖孔件上偏差為零 下偏差為負(fù) 2 凸 凹模配合加工時(shí)的工作部分尺寸 對(duì)于沖裁復(fù)雜形狀沖件的模具或薄板零件的模具 為了保證沖裁凸 凹模 間有一定的間隙值 其凸 凹模常采用配合加工方法 凸 凹模工作部分尺寸 計(jì)算 其落料件按凹模磨損后尺寸增大 減小和不變的規(guī)律三種 沖孔件按凸 模磨損后尺寸增大 減小和不變的規(guī)律三種 計(jì)算公式見(jiàn) 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指 導(dǎo)書(shū) 表 2 14 第一類尺寸 落料凹?；驔_孔凸模磨損后尺寸將會(huì)增大 計(jì)算公式為 x Ajmax 25 0 第二類尺寸 落料凹模或沖孔凸模磨損后尺寸將會(huì)減小 計(jì)算公式為 x Bjmin025 第三類尺寸 凹?；蛲鼓Ｄp后尺寸基本不變 計(jì)算公式為 0 5 Cjin1 式中 為零件的公差 mm 因沖裁件尺寸公差要求較高 精度按 IT11 選取 X 為磨損系數(shù) 其值在 0 5 1 之間 按表 2 13 選取 該零件精度為 IT11 故 x 0 75 1 設(shè)計(jì)凸模 凹模的刃口尺寸 沖裁該空調(diào)機(jī)墊片零件用級(jí)進(jìn)模來(lái)完成 工序分為三步 所以有三對(duì)凸 凹模 三對(duì)凸 凹模都采用配合加工的方法來(lái)制造 第一對(duì)凸 凹模的圖形如圖 4 1 所示 空調(diào)機(jī)墊片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 圖 4 1 第一步工序?yàn)闆_孔 選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件 只需計(jì)算凸模刃口尺寸及制造 公差 凹模刃口尺寸由凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求配做 由 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 2 8 查得 沖裁模初始雙邊間隙 0 270mm 0 330mm 由表 2 12 查得 尺寸為 60mm 時(shí) 0 020mm minzmaxz p 尺寸為 13 1mm 時(shí) 0 020mm 由表 2 13 查得 X 0 75 p 根據(jù)第二類尺寸 x 又工件的公差 0 1 故沖孔凸模Bjmin025 的基本尺寸計(jì)算如下 1 60 0 75x0 1 mm 60 08 mma0 025 b1 13 1 0 75x0 1 mm 13 18 mm25 沖孔凸 凹模的尺寸如圖 4 2 所示 沖孔凹模的尺寸 按凹模實(shí)際尺寸配做 沖孔凸模的尺寸 保證雙面間隙值為 0 270 0 330mm 圖 4 2 第二對(duì)凸 凹模的圖形如圖 4 3 所示 空調(diào)機(jī)墊片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 圖 4 3 第二步工序?yàn)闆_孔 選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件 只需計(jì)算凸模刃口尺寸及制造 公差 凹模刃口尺寸由凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求配做 其計(jì)算同上 A2 B1 2 b1 a 2 計(jì)算凹模外形尺寸 凹模厚度 按公式 H Kb 15mm 凹模壁厚 按公式 C 1 5 2 H 30mm 式中 b 為沖裁件的最大外形尺寸 b 114mm K 為系數(shù) 考慮板料厚度的影響 查表 2 24 得 K 0 24 則 H Kb 0 24 114 27 36mm 但考慮到要增加凹模強(qiáng)度來(lái)提高模具壽命 所以凹模的厚度要適當(dāng)增加 故取 30mm C 1 5 2 H 45 60mm 根據(jù)零件尺寸即可以估算凹模的外形尺寸 長(zhǎng)度 X 寬度為 500mmX315mm 3 凸模固定板的厚度 厚度一般取凹模厚度的 0 6 0 8 倍 H1 0 8H 0 8X30mm 24mm 4 卸料板的厚度 厚度一般取凹模厚度的 0 8 1 0 倍 H2 0 8H 0 8X30mm 24mm 5 凸模墊板的采用和厚度 是否采用墊板 以凸模的承壓面進(jìn)行計(jì)算 按以下公式計(jì)算 AF 式中 F 為沖裁力 A 為凸模的承壓面 按最小的凸模的承壓面計(jì)算 則 100 6MPa 215680N 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 表 2 39 得鑄鐵模板的 為 90 140MPa p 在 之間 為了安全起見(jiàn) 因此須采用墊板 墊板厚度取 8mm p 6 橡膠彈性體自由高度 根據(jù)零件材料厚度為 3mm 沖裁時(shí)凸模進(jìn)入 凹模深度取 1mm 彈簧的自由高度 60mm h自 由 7 計(jì)算凸模外形尺寸 凸模形長(zhǎng)度 L 24 21 24 1 68mm 考慮模具維修時(shí)刃磨留量 2mm 三個(gè)凸 模的長(zhǎng)度一樣都為取 70mm 凸模長(zhǎng)度確定后一般不需要作強(qiáng)度核算 8 模具總體設(shè)計(jì) 有了上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定方案便可以對(duì)模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì)并畫(huà) 出草圖 如 圖 4 6 所示 從結(jié)構(gòu)圖初算出閉合高度 60 8 70 30 75 1 242mmH模 根據(jù)凹模的外形尺寸 確定下模板的外形尺寸為 500mmX315mm 9 模具的主要零部件的設(shè)計(jì) 本模具是采用自動(dòng)送料的級(jí)進(jìn)模 三個(gè)凸模用固定板固定 凹?？芍苯佑?螺釘與圓柱銷固定而且在橫向的定位上增設(shè)一個(gè)定位銷 卸料裝置采用彈性的 導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套 定位零件用側(cè)刃定位和自動(dòng)送料 用始用擋料銷作首 次定位條料 模柄用浮動(dòng)模柄 10 選定設(shè)備 此模具的總沖壓力 227 62kNF總 閉合高度 242mmH模 外廓尺寸 500mmX315mm 選 J23 25 壓力機(jī) 根據(jù)所要的總沖壓力 227 62kN總F 來(lái)看 要用 250kN 的壓力機(jī) 此壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)規(guī)格為 最大沖壓力 250kN 滑塊行程 65mm 連桿調(diào)節(jié)量 55mm 最大裝模高度 270mm 工作臺(tái)尺寸 370mmX560mm 因此根據(jù)沖壓力 閉合高度 外廓尺寸等數(shù)據(jù) 所以選擇 J23 25 壓力機(jī)是合適 的 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為三年大學(xué)學(xué)習(xí)中極為重要的一部分 是衡量一個(gè)學(xué)生專業(yè)課 水平的重要標(biāo)志 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù) 習(xí) 是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練 也是我們步入工作前的一次檢驗(yàn) 就我個(gè)人而言 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí) 對(duì)模具的設(shè) 計(jì)與制造有了極為深刻的認(rèn)識(shí) 是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍 回顧一個(gè)多月的 設(shè)計(jì)生活 讓我感慨頗深 主要體會(huì)有以下幾點(diǎn) 1 扎實(shí)的基礎(chǔ)課 專業(yè)課是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深 遺忘等 而本次設(shè)計(jì)又或多或少的 用到了這些知識(shí) 從而迫使我認(rèn)真扎實(shí)的學(xué)習(xí)了以前的課程 并加深了對(duì)這些 課程的理解 真正有一種溫故而知新的感覺(jué) 如機(jī)械制圖中的各種線型的特點(diǎn) 應(yīng)用 材料力學(xué)中的應(yīng)力校核 熱處理中各種材料與熱處理性能 公差配合與 測(cè)量技術(shù)中公差的正確選用 模具的加工與制造技術(shù) 塑料模具的設(shè)計(jì)與制造 步驟 模具材料的正確選用等 2 理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性 以前的學(xué)習(xí)中 基本上是純理論的學(xué)習(xí) 雖然有金工實(shí)習(xí) 畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí) 踐的體味 但卻停留在表面上 沒(méi)有進(jìn)行過(guò)真正的設(shè)計(jì) 從而使理論與實(shí)踐嚴(yán) 重脫節(jié) 而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實(shí)習(xí) 畢業(yè)實(shí)習(xí)后的一次真正的練兵 我 認(rèn)真回顧了以前所見(jiàn)所學(xué)的塑料模知識(shí) 在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟 然后開(kāi)始到圖書(shū)館查資料作設(shè)計(jì) 在作設(shè)計(jì)的過(guò)程中 我才真正感覺(jué)到眼高手 低的含義 同時(shí)也 窺一斑而知全豹 自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無(wú) 遺 但是在老師們的幫助下以及自己的努力下 我終于克服了重重困難 使設(shè) 計(jì)得以順利的進(jìn)行 通過(guò)向老師們請(qǐng)教 我了解到設(shè)計(jì)要面向企業(yè) 面向市場(chǎng) 的原則 畢業(yè)設(shè)計(jì)正是對(duì)實(shí)踐能力的一次強(qiáng)有力的訓(xùn)練 是我們獨(dú)立工作的前 湊 將對(duì)我們以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響 3 對(duì)模具設(shè)計(jì)中的安全性 經(jīng)濟(jì)性加深了認(rèn)識(shí) 在設(shè)計(jì)工作中 要不斷對(duì)安全性進(jìn)行分析 從操作者的角度進(jìn)行設(shè)計(jì) 在 設(shè)計(jì)中 需要考慮到模具的成本問(wèn)題 經(jīng)濟(jì)效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提 成本的高 直接決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力 故在設(shè)計(jì)中盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件 4 電腦成為設(shè)計(jì)中重要的輔助工具 由于工件形狀復(fù)雜 在設(shè)計(jì)中計(jì)算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度 后經(jīng)蘇 老師指點(diǎn)迷津 通過(guò) Pro E 繪圖和計(jì)算才得以解決 另外在繪零件和裝配圖時(shí) 采用電腦也更方便快捷 采用電腦處理 精度高 方便快捷 在本次設(shè)計(jì)時(shí) 要求機(jī)械繪圖 電子文檔文本 從而對(duì) AUTOCAD 的學(xué)習(xí)有了很大的進(jìn)展 對(duì) WORD WPS 等各種文字處理工具有了更為熟練的操作 而模具 CAD 技術(shù)已成為 該行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 電腦終將成為設(shè)計(jì)的必備工具 這對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì) 著極為重要的現(xiàn)在意義 5 設(shè)計(jì)態(tài)度直接決定著設(shè)計(jì)質(zhì)量 畢業(yè)設(shè)計(jì)一般時(shí)間都足夠 但足夠的時(shí)間不一定都能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的模具 這就除了能力水平的問(wèn)題外 極為重要的一點(diǎn)便是態(tài)度問(wèn)題 作為學(xué)生必須要 態(tài)度謙虛 工作認(rèn)真 勤學(xué)好問(wèn) 實(shí)事求是 才能正確對(duì)待設(shè)計(jì) 才有可能取 得設(shè)計(jì)的圓滿成功 總之 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了更深的認(rèn)識(shí) 得到了許 多有益的啟示 這對(duì)畢業(yè)后的過(guò)渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響 在以后的工作中 我 將繼續(xù)保持謙虛謹(jǐn)慎的工作作風(fēng) 揚(yáng)長(zhǎng)避短 多與人交流 提高自己的個(gè)人素 質(zhì)和技能積累經(jīng)驗(yàn) 誠(chéng)實(shí)守信 爭(zhēng)取在事業(yè)上更上一層樓 芝麻開(kāi)花 節(jié)節(jié)高 致謝 時(shí)光如電 歲月如梭 三年的大學(xué)生活即將結(jié)束 而我也即將離開(kāi)可敬的 老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去 在這畢業(yè)之際 作為一名工科 院校的學(xué)生 做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作 它涉及的知識(shí)非常廣泛 很多都是書(shū)上 沒(méi)有的東西 這就要靠自己去圖書(shū)館查找自己所需要的資料 還有很多設(shè)計(jì)計(jì) 算 這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決 可以說(shuō) 沒(méi)有一定的毅力和 耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作 在學(xué)校中 我主要學(xué)的是理論性的知識(shí) 而實(shí)踐性很欠缺 而畢業(yè)設(shè)計(jì)就 相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練 畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫 起來(lái) 也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí) 這不但提高了 我們解決問(wèn)題的能力 開(kāi)闊了我們的視野 在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的 不足 為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 由于本人資質(zhì)有限 很多知識(shí)掌握的不是很牢固 因此在設(shè)計(jì)中難免要遇 到很多難題 在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下 克 服了一個(gè)又一個(gè)的困難 使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善 畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦 但 是在設(shè)計(jì)中不斷思考問(wèn)題 研究問(wèn)題 咨詢問(wèn)題 一步步提高了自己 一步步 完善了自己 同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí) 鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力 使我受益匪淺 我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助 而且也鍛 煉我的吃苦耐勞的精神 讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社 8 參考文獻(xiàn) 1 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 王芳 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 2 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 原紅玲主編 高等教育出版社 2008 3 沖壓模具圖冊(cè) 楊占堯主編 高等教育出版社 2008